Mayor eficiencia energética con el nuevo Reglamento europeo de motores eléctricos

El 1 de julio 2021 han entrado en vigor las nuevas medidas de diseño ecológico de la Unión Europea para motores eléctricos y variadores de velocidad, destinadas a mejorar la eficiencia energética.

Con estas nuevas medidas se amplía la gama de motores eléctricos que deben adaptarse a la nueva normativa, además de incluir los variadores de velocidad, que anteriormente estaban exentos. Adicionalmente, tanto los motores como los accionamientos ahora estarán obligados a dar información sobre la eficiencia en diferentes puntos de carga, una información que servirá para optimizar la eficiencia de sistemas completos en la fase del trabajo de ingeniería de una planta desaladora o de una planta depuradora.

Estas nuevas directrices actualizan la regulación anterior de 2009, la del Reglamento (CE) 640/2009, en el que se establecían los requisitos de diseño ecológico para los motores eléctricos y los dispositivos de velocidad variable de conformidad con la Directiva 2009/125/CE del Parlamento Europeo y que ha estado en vigor hasta ahora, quedando derogado a partir de esta fecha por el Reglamento (UE) 2019/1781.

Este nuevo Reglamento (UE) 2019/1781 entró en vigor en octubre de 2019 y es obligatoria su aplicación a partir del 1 de julio de 2021.

Según los datos que presenta la UE, con el anterior reglamento de 2009, se esperaba que la mejora en la eficiencia de los motores produjera 57 TWh de ahorro de energía anual en la UE para 2020. Teniendo en cuenta el efecto general del nuevo reglamento revisado, el modelo de la Comisión Europea estima que dicho ahorro aumentará a 110 TWh/año para 2030. Y esta reducción en el consumo energético evitará la emisión anual de 40 millones de toneladas de CO2.

La eficiencia energética de los motores, expresada en clases de eficiencia energética internacionales (IE), se establece en unas tablas en los anexos del propio Reglamento según los diferentes valores de la potencia nominal de salida del motor (PN), a 50 Hz o 60 Hz. Las clases IE se determinan a potencia nominal de salida (PN) y a tensión nominal (UN) para un funcionamiento a 25 ºC de temperatura ambiente en los motores monofásicos y en los motores trifásicos se hará una suma de las pérdidas, que tiene en cuenta las pérdidas residuales a la misma temperatura.

Plazos para cumplimiento del nuevo Reglamento de motores eléctricos y variadores de velocidad

Los plazos estipulados en el reglamento son aplicables a:

Los nuevos motores y variadores de velocidad introducidos en el mercado por primera vez.
Los motores de repuesto, como sustitutos de motores idénticos integrados en productos introducidos en el mercado antes del 1 de julio de 2022 y comercializados específicamente como tales, no tienen que cumplir los requisitos del nuevo reglamento y pueden ser suministrados conforme al Reglamento (CE) 640/2009 hasta el 1 de julio de 2029.

Ámbitos de aplicación de este nuevo Reglamento

MOTORES ELÉCTRICOS

Aplica a motores eléctricos de inducción sin escobillas, conmutadores, anillos colectores ni conexiones eléctricas al rotor preparados para operar a 50Hz, 60Hz o 50/60Hz con tensión sinusoidal, que:

Sean de dos, cuatro, seis u ocho polos.
Tensión de trabajo nominal UN mayor que 50V y menor o igual a 1000V.
Potencia nominal de salida PN de 0,12kW a 1000kW.
Concebidos para un servicio en funcionamiento continuo.
Concebidos para funcionar con un arrancador directo.

No aplica a:

Motores totalmente integrados en un producto (por ejemplo, en un mecanismo de transmisión, una bomba, un ventilador o un compresor) y cuyo comportamiento energético no pueda someterse a ensayo independientemente del producto, incluso disponiendo de cojinetes de rodamientos o del lado de accionamiento provisionales; el motor debe tener componentes comunes (aparte de conectores como los pernos) con el sistema que acciona (por ejemplo, un eje o una carcasa) y no debe estar diseñado de tal manera que el motor pueda separarse en su totalidad de dicho sistema y funcionar de manera independiente; el proceso de separación deberá tener como consecuencia la interrupción del funcionamiento del motor;
Motores dotados de un variador de velocidad integrado (motores compactos) cuyo comportamiento energético no pueda someterse a ensayo de forma independiente del variador de velocidad.
Motores dotados de un freno integrado que sea parte esencial de la construcción interior del motor y no pueda retirarse ni ser propulsado por una fuente de energía distinta durante el ensayo de la eficiencia del motor.
Motores diseñados expresamente y especificados para funcionar exclusivamente:

- En altitudes superiores a los 4.000 metros por encima del nivel del mar.
- Lugares donde la temperatura del aire ambiente supere los 60°C.
- A una temperatura máxima de funcionamiento superior a 400°C.
- En lugares donde la temperatura del aire ambiente sea inferior a -30°C.
- En condiciones en las que la temperatura del agua del refrigerante en la entrada de un producto sea inferior a 0°C o superior a 32°C.

Motores diseñados expresamente para funcionar totalmente sumergidos en un líquido.
Motores que cumplan los requisitos específicos de seguridad de las instalaciones nucleares.
Motores protegidos contra las explosiones diseñados expresamente y certificados para su uso en minería.
Motores que se encuentren en equipos inalámbricos o alimentados por batería.
Motores que se encuentren en equipos portátiles cuyo peso se cargue a mano durante su funcionamiento.
Motores que se encuentren en equipos móviles guiados a mano que se desplacen mientras están en funcionamiento.
Motores con conmutadores mecánicos.
Motores totalmente cerrados no ventilados (TENV).
Motores introducidos en el mercado antes del 1 de julio de 2029 como sustitutos de motores idénticos integrados en productos introducidos en el mercado antes del 1 de julio de 2022, y comercializados específicamente como tales.
Motores de varias velocidades, es decir, con devanados múltiples o con un devanado conmutable, que proporcionan un número diferente de polos y velocidades.
Motores diseñados específicamente para la tracción de vehículos eléctricos.

VARIADORES DE VELOCIDAD

Aplica en variadores de velocidad trifásicos, que:

Estén concebidos para funcionar con un motor de los que se incluyen en la normativa cuya potencia nominal se encuentre entre los 0,12kW a 1000kW.
Tengan una tensión nominal superior a 100 V y hasta 1 000 V CA.
Tengan una única tensión de salida CA.

No aplica a:

Variadores de velocidad integrados en un producto y cuyo comportamiento energético no pueda someterse a ensayo independientemente del producto, es decir, que al intentar hacerlo así se interrumpiría el funcionamiento del variador de velocidad o del producto.
Variadores de velocidad que cumplan los requisitos específicos de seguridad de las instalaciones nucleares.
Variadores regenerativos.
Variadores con corriente de entrada sinusoidal.

El Reglamento se va a implementar en dos fases

Cabe destacar que, tal y como se detalla en el Anexo I del Reglamento, esta nueva normativa se va a implementar en dos fases: La primera a partir del 1 de julio de 2021, y la segunda fase, que amplía aún más el alcance y aumenta los requisitos para los motores, comienza dentro de dos años , el 1 de julio de 2023.

1ª Fase: a partir del 1 de julio de 2021

La eficiencia energética de los motores trifásicos con una potencia nominal igual o superior a 0,75 kW, e igual o inferior a 1 000 kW, con 2, 4, 6 u 8 polos, que no sean motores de seguridad aumentada “Ex eb”, corresponderá al menos al nivel de eficiencia IE3 de acuerdo a las tablas del Reglamento.
La eficiencia energética de los motores trifásicos con una potencia nominal igual o superior a 0,12 kW e inferior a 0,75 kW, con 2, 4, 6 u 8 polos, que no sean motores de seguridad aumentada “Ex eb”, corresponderá al menos al nivel de eficiencia IE2 de acuerdo a las tablas del Reglamento.

2ª Fase: a partir del 1 de julio de 2023

La eficiencia energética de los motores de seguridad aumentada “Ex eb” con una potencia nominal igual o superior a 0,12 kW e igual o inferior a 1 000 kW, con 2, 4, 6 u 8 polos, y los motores monofásicos con una potencia nominal igual o superior a 0,12 kW, corresponderá al menos al nivel de eficiencia IE2 de acuerdo a las tablas del Reglamento.
La eficiencia energética de los motores trifásicos que no sean motores-freno, motores de seguridad aumentada “Ex eb” u otros motores protegidos contra la explosión, con una potencia nominal igual o superior a 75 kW e igual o inferior a 200 kW, con 2, 4 o 6 polos, corresponderá al menos al nivel de eficiencia IE4 de acuerdo a las tablas del Reglamento.